3.达标测试卷(三) 细胞的能量供应和利用-【精讲精练】2026年高考生物一轮达标测试卷

达标测试卷(三)　细胞的能量供应和利用 (本试卷满分100分) 一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 右图为蓝细菌光合作用部分过程示意图，其中甲表示细胞结构。相关叙述正确的是(　　) A.甲为叶绿体，磷脂双分子层构成其基本骨架 B.过程①可为叶绿素转化光能提供电子 C.除O2外，光反应其他产物均直接参与过程② D.提高水体中CO2浓度，可降低蓝细菌中C3/C5的值 2.过渡态是指化学反应过程中达到的能量最高状态。过渡态理论认为，酶催化反应的过程为：酶＋反应物①,酶＋过渡态反应物②,酶＋产物；无催化剂时，同一反应的过程为：反应物③,过渡态反应物④,产物。下列叙述错误的是(　　) A.发生过程①和过程③所需的能量均称为活化能 B.与酶结合后反应物会更难转变为过渡态反应物 C.加热与加酶使该反应变快的作用机理是不同的 D.pH的变化可能影响过程①中反应物到达过渡态 3.某兴趣小组选择以“红颜”草莓品种作为材料，用遮光度40%、60%、80%的遮阳网分别在草莓的幼苗期进行遮阴处理，探究不同遮阴处理对草莓苗温度、光合速率的影响。上午和下午分别从9：00和13：00开始测量，测量时长为1 h，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) 　　　　 　　　　　　　　　　　　图1　　　　　　　　　　　　　　　　图2 A.图1中覆盖遮阳网组的温度均低于对照组的，其中遮光度为40%组的温度最低 B.影响上午测量时段草莓光合速率的主要因素为光照强度 C.下午测量时段，对照组草莓苗可能发生了气孔开放度减小的现象 D.与上午相比，遮光度为80%和60%的处理组在下午测量时段光合速率都有所降低 4.某中学兴趣小组的同学选取生长正常的一条牵牛花藤蔓进行光合作用所需条件的探究实验。实验设计如图所示，并得出了以下结论：①光合作用需要光，且淀粉是光合作用的产物，②光合作用需要二氧化碳(提示：氢氧化钠溶液能有效吸收二氧化碳)，下列分析不正确的是(　　) A.最后变蓝的叶片有A叶中未遮盖铝箔的部分和C叶片 B.可以得出结论①的一组对照实验为A叶中未遮盖铝箔的部分和遮盖铝箔的部分 C.可以得出结论②的一组对照实验为B叶片和C叶片 D.在光下放置数小时，发现两玻璃瓶内壁都有很多小水珠，这些水分都是由植物蒸腾作用产生的 5.紫苏叶片是紫苏合成有机物的主要器官。紫苏叶片呈紫色与其细胞内含有的花青素有关。花青素易溶于水、乙醇等极性溶剂中。某同学欲提取紫苏叶片中的色素，下列操作错误的是(　　) A.实验材料应选取新鲜的紫苏叶片 B.研磨叶片时添加二氧化硅有助于研磨充分 C.研磨叶片时需要添加蒸馏水以溶解叶片中的各种色素 D.研磨液需经单层尼龙布过滤后收集滤液 6.研究发现，莱茵衣藻cpl3突变体(cpl3基因被敲除)的叶绿体中ATP合成酶的量显著低于野生型。下列分析错误的是(　　) A.莱茵衣藻的cpl3突变体不能进行光合作用 B.cpl3基因的表达产物可能促进ATP合成酶基因的表达 C.ATP合成酶是光合作用过程中必不可少的物质 D.野生型莱茵衣藻能将太阳能固定在其合成的有机物中 7.水果经常会发生褐变现象，这主要与酪氨酸酶有关。谷胱甘肽是酪氨酸酶的抑制剂，如图为不同温度条件下谷胱甘肽对不同植物体内酪氨酸酶活性的抑制率。下列叙述正确的是(　　) A.高温时谷胱甘肽对香蕉的抑制率相对较高，故香蕉的保存温度越高越好 B.30～35 ℃时谷胱甘肽对雪莲果中酪氨酸酶的抑制率最低，原因是酶已变性失活 C.图中谷胱甘肽对三种植物的酪氨酸酶抑制率不同，推测三种酶的空间结构存在差异 D.不同温度对香蕉酪氨酸酶的抑制率变化不大，说明温度影响酶的活性而不影响谷胱甘肽的作用 ·9·8.如图是光合作用过程示意图(字母代表物质)，PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H＋的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤。下列说法错误的是(　　) A.H＋经过Z蛋白外流的同时，细胞利用B物质来合成C物质 B.叶绿素分子中被光激发的e－，经传递到达D结合H＋后生成NADPH C.物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5化合物的含量将降低 D.降低Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中F的供应都将有利于PSBS发挥功能 9.为了定量探究不同温度对酶活性影响的差别，某同学利用淀粉酶和淀粉溶液等实验材料进行了下列实验：设置0 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃这6个温度梯度进行催化反应，从反应开始，每隔1 min从每个反应管中吸取一滴反应液用碘液检验淀粉的有无，记录反应液中检测不到淀粉所需的时间。下列说法错误的是(　　) A.该实验各组之间可以相互对照，形成对比实验 B.设置预实验可以减小实验误差 C.该实验材料不可用过氧化氢酶和过氧化氢溶液替代 D.可用反应液中检测不到淀粉所用时间的倒数作为酶活性的检测指标 10.为提高白酒的品质，制酒过程中常加入淀粉酶以加快发酵进度，但由于发酵过程中温度过高，普通淀粉酶常出现失活的现象，影响发酵进度，所以耐高温的淀粉酶成为制酒工业中急需的原料之一。为探究耐高温淀粉酶的性质，研究小组进行了如表所示实验，如图为测得的酶活性。下列相关叙述错误的是(　　) 组别处理 1 2 3 4 5 3%可溶性淀粉溶液(mL) 10 10 10 10 10 耐高温淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1 1 温度(℃) 30 50 70 90 100 测定酶的活性 A.为保证实验的准确性，需要保证溶液的pH、反应时间等无关变量相同且适宜 B.进行实验时不能将各组酶与淀粉先混合再在相应温度下保温 C.图中90 ℃时酶活性较高，但为探究该淀粉酶的最适温度还需要增加实验组 D.若想要探究pH对酶活性的影响，可以利用上述实验材料设计实验进行探究 11.将某绿色蔬菜放置在密闭、黑暗的容器中，一段时间内分别测定了其中O2、CO2相对含量数据见下表，下列分析正确的是(　　) 0 min 5 min 10 min 15 min 20 min 25 min CO2相对含量 1 4 5.6 6.7 7.7 9.1 O2相对含量 20 17 15.8 15.0 14.6 14.4 A.0～5 min植物进行有氧呼吸，NADH的消耗过程都伴随着产生ATP B.若在10 min给予植物适宜光照，则装置中的CO2含量将一直下降 C.15～20 min装置中的蔬菜产生的CO2最少，这个时间段植物参与呼吸作用的葡萄糖最少 D.随着氧气含量降低，第5 min开始装置中的植物进行无氧呼吸产生了乳酸和CO2 ·10·12.华中农业大学殷平教授研究组在《科学》杂志在线发表研究论文，揭示了线粒体外膜转位酶复合体(TOM)组装的分子机制。该研究有助于了解TOM的组装全过程，能更好地研究线粒体蛋白质的生物发生。下列叙述正确的是(　　) A.TOM的合成无需核糖体参与 B.氨基酸的种类、数目和空间结构决定了TOM的功能 C.细胞生命活动所需的能量均来自线粒体 D.该研究可为线粒体疾病治疗提供理论基础 13.科学家对催化剂的研究从有机复合物拓展到无机纳米材料，纳米酶是一类具有生物催化功能的纳米材料，可作为酶的替代品。与传统酶相比，Fe3O4纳米酶与底物接触更充分，可催化H2O2分解，得到的产物可将TMB氧化变成蓝色，该显色系统在分子诊断行业有很多用途。下列相关叙述正确的是(　　) A.可通过增大H2O2浓度来增加Fe3O4纳米酶与底物的结合，进而提高酶活性 B.Fe3O4纳米酶属于单体，可以降低化学反应活化能 C.Fe3O4纳米酶具有高效性、专一性和作用条件温和等特性 D.Fe3O4纳米酶比天然酶更稳定且耐储存，可用于检测样品中H2O2的含量 14.近年来，鲜切哈密瓜深受消费者的青睐，机械损伤会导致哈密瓜产生乙烯。下图为不同材质保鲜膜包装对鲜切哈密瓜贮藏生理生化品质的影响。下列相关叙述错误的是(　　) A.根据实验结果图，PE膜的保鲜效果较好 B.10天后使用OPP膜贮藏的哈密瓜细胞呼吸强度上升，可能是该膜透气性过低导致的 C.由图推测，乙烯会导致哈密瓜的细胞呼吸速率变化 D.通过两图数据可知，第一天哈密瓜的失重主要是由于细胞呼吸消耗有机物导致的 15.(2025·福建漳州模拟)研究人员探究不同浓度的麻醉剂罗哌卡因对体外培养的甲状腺癌细胞线粒体的影响，部分结果如表所示。据表分析正确的是(　　) 组别 线粒体内膜某种 蛋白复合物活性 线粒体ATP水平 线粒体自由基 水平荧光强度 nmol/(mg蛋白) 对照组 1.02 1.10 227.15 0.1 mmol/L组 0.75 0.62 433.69 0.5 mmol/L组 0.35 0.41 585.42 1.0 mmol/L组 0.23 0.23 754.87 注：荧光强度与自由基水平呈正相关 A.对照组用等量生理盐水处理正常的甲状腺细胞 B.罗哌卡因主要影响有氧呼吸第二阶段ATP的产生 C.罗哌卡因浓度越高则ADP的消耗量越高 D.自由基可能攻击线粒体结构导致线粒体功能下降 二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 16. 羧酶体是一种类似细胞器的结构，广泛存在于蓝细菌中。它的外壳是由蛋白质组成的正面体结构，内部主要含有Rubisco(羧化酶)、碳酸酐酶。位于光合片层(具有吸收光能的作用)内部的羧酶体结构与功能如图所示(注：→表示促进，表示抑制；3PGA表示三碳化合物)。下列相关叙述正确的是(　　) A.蓝细菌的光合片层上仅分布有捕获光能的叶绿素 B.羧酶体壳蛋白允许碳酸盐透过，也可有效阻止CO2溢出 C.羧酶体中主要发生的生化反应是CO2的固定和C3的还原 D.羧酶体能实现CO2的浓缩，从而提高Rubisco周围的CO2浓度 17.一种新颖的褐藻胶内切酶(AlgC2m)由N端的碳水化合物结合模块(CBM32)和C端的催化域(CD)通过一个连接子连接形成，它能够特异性地降解褐藻胶得到活性褐藻寡糖(具有抗肿瘤和抗糖尿病等生物活性)。AlgC2mCD是保留连接子和催化域的改良酶。现研究温度对两种酶的影响，如图1为温度对酶相对活性(不同温度下酶活性与最大活性的比值)的影响，图2为继续保存2 h后酶的相对活性。下列分析错误的是(　　) 注：温度稳定性是指酶在较高温度下能够维持一定的活性。 A.AlgC2m和AlgC2mCD的最适温度分别为45 ℃和30 ℃，适合保存酶 B.将AlgC2m在40 ℃保存2 h后，能保留70%左右的活性 C.CBM32能提高AlgC2m的温度稳定性 D.在最适温度下，AlgC2m和AlgC2mCD的活性一定相同 18.我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的绿色新型人工体系(ASAP)，流程如图所示。据图判断下列相关叙述错误的是(　　) A.图中由CO2经C1到C3化合物的生成过程，类似于光合作用中CO2的固定 B.图中ASAP过程与植物细胞中的暗反应一样能循环进行 C.与植物细胞固定等量的CO2相比，该体系积累的淀粉较多 D.图中由CO2经C3到淀粉的生成过程，需要还原剂和能量供应 19.蛋白酶法脱毛是皮革脱毛中可替代传统化学方法的清洁生产技术。研究团队探索环境条件对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如下图。剩余酶活性是在相应条件下处理1 h后取样测定的残余酶活性。下列叙述正确的有(　　) 　 A.工业中该酶生产和使用的最佳温度范围是50～60 ℃，超出范围可能会引起酶空间结构改变 B.剩余酶活性曲线是在该酶最适温度55 ℃条件下，测量各数据点的酶热稳定性数据绘制的 C.有些金属离子可以作为辅助因子，提高酶的活性和稳定性，进而促进酶的催化反应 D.Mn2＋对蛋白酶有显著的激活作用，而Fe2＋和Fe3＋的添加会显著抑制蛋白酶活力 20.研究人员用寡霉素和DNP两种呼吸抑制剂对离体的线粒体分别进行处理，检测线粒体的耗氧量变化，结果如图所示(加入的底物充足)。检测发现，阶段5 ATP的合成速率大大下降。下列说法正确的是(　　) A.线粒体内膜比外膜上蛋白质的种类更多 B.图中加入的底物可能是葡萄糖 C.寡霉素可能会抑制ATP合成酶的活性 D.加入DNP后，线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占的比例变小 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21.(11分) 农作物秸秆中富含纤维素，处理不当容易造成资源的浪费和对环境的污染。某科研小组从微生物体内提取了纤维素酶A和纤维素酶B用于降解秸秆中的纤维素，其产物可用作工业制糖原料。科研人员测定并计算了两种酶在pH为7、不同温度条件下的相对活性，结果如图所示。 回答下列问题： (1)植物细胞中的多糖除纤维素外还有　　　　，在植物细胞中，这两种多糖的作用分别为________________________________________________________________________。 (2)该实验的自变量是　　　　　　　，无关变量有　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两个)。实验的结果可用斐林试剂来检测，但检测前一定要对溶液中的酶进行灭活处理，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)在pH为7时，更适合用于夏季高温天气下降解农作物秸秆中纤维素的酶是　　　　，判断的依据是________________________________________________________________________。 ·11·22.(10分)天竺葵是一种较为常见的植物，不仅具有观赏价值，还具有驱蚊效果。图1为研究人员以天竺葵植株为实验材料探究光照强度对其净光合速率影响的实验结果。回答下列问题： 　　　　 　　　　　　　　　图1　　　　　　　　　　　　　　　　　图2 (1)参与光合作用的许多物质都需要溶解在水中才能参与化学反应，水是细胞内良好溶剂的原因是________________________________________________________________________。 (2)净光合速率的数据可通过测定________________________________来获取。测定图1中净光合速率的数据时，从控制无关变量的角度分析，需要满足的实验条件除了天竺葵植株的大小和生理状态基本相同外，还需控制的条件有________________________(答出一点)。当光照强度为B时，叶肉细胞内产生NADH的场所是____________________。 (3)图1中光照强度为B时，天竺葵植株的光合速率与呼吸速率相等，此时的光照强度称为光补偿点，当光照强度达到C时，净光合速率不再增加，此时的光照强度称为光饱和点。与野生型天竺葵相比，突变体D1和D2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置发生了变化，叶绿体相对受光面积也随之发生改变(如图2所示)，进而引起光合速率发生改变，但野生型植株与突变体的叶绿素含量基本无差异。 据上述信息判断，在野生型、突变体D1和突变体D2中，光补偿点最低的是__________，光饱和点最高的是__________。请以天竺葵植株为实验材料，用同位素标记法证明光合作用释放的氧气中的氧水。要求简要写出实验思路并预期实验结果和结论。 23.(12分)(2024·湖北黄冈一模)小麦是我国重要的粮食作物之一，开展小麦高产研究是保证国家粮食安全的重要举措。研究人员为探究磷肥施用量对冬小麦叶片光合性能和产量的影响，将试验田中的小麦分成3组，分别为低磷(P2O575 kg/hm2，LP)、中磷(P2O5225 kg/hm2，MP)和高磷(P2O5375 kg/hm2，HP)3个处理。三组小麦从旗叶(麦穗下面的第一个叶片)全展时开始，每隔10 d测定一次叶片的希尔反应活力和净光合速率(Pn)，直至叶片黄枯。实验结果如下图所示。 回答下列问题： (1)本实验________(填“属于”或“不属于”)对比实验，小麦从磷肥中吸收的磷元素可用于合成叶绿体中的________________(2种小分子有机物)，作为反应物参与光合作用的光反应阶段。 ·12·(2)希尔反应活力测定通常是在有光照、________的条件下，在离体的叶绿体悬浮液中加入Fe3＋后测定O2的释放速率。该过程中Fe3＋的作用是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)10 d后HP和LP组小麦希尔反应活力均低于MP组，经检测是由于HP和LP都会导致旗叶中叶绿素b含量减少，若用纸层析法验证该结论，预期结果是：相比于MP组，HP和LP组________________________________。 (4)图2结果表明HP组小麦的净光合速率最高，但研究人员发现产量却低于MP组，推测原因是旗叶将光合产物输出到秸秆用于营养生长的比例：HP组________(填“＞”“＜”或“＝”)MP组，这提示人们在实际生产中应注意________。 24.(11分)(2024·广东中山一模)绿色植物叶肉细胞中存在图1所示的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ两个光化学复合物。光系统Ⅰ主要吸收大于680 nm的远红光；光系统Ⅱ主要吸收680 nm的红光，对远红光的吸收很小。光系统Ⅰ和光系统Ⅱ是以串联的方式通过协同作用完成电子从H2O到NADP＋的传递，该电子传递链最终驱动ATP的生成。图2表示不同波长的吸收光谱和对应的氧气量子产额(衡量吸收一定光子所生成氧分子的量) (1)绿色植物叶肉细胞中吸收光能的色素位于________，“绿叶中色素的提取和分离”实验中分离光合色素的溶液是________。 (2)据图分析，光反应过程中最初电子供体和最终电子受体分别是__________________________，CF1和CF0所组成蛋白质复合体的功能是____________________________；图1中完成的能量转换为光能→________能→______能。 (3)如果单独用红光处理量子产额为0.1单位，单独用远红光处理量子产额为0.02单位，而两种光一起照射氧气量子产额____________(填“大于”“等于”或“小于”)0.12单位，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)图2中AB段吸收光谱百分比处于上升阶段，而对应的量子产额却逐渐下降，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 25.(11分)发菜是一种陆生多细胞丝状蓝细菌。科研人员测定了不同的pH对发菜细胞(从发菜藻体中分离获得)光合放氧速率和呼吸耗氧速率的影响，结果如下图。 请回答下列问题： (1)发菜细胞中催化二氧化碳固定的酶分布在__________，C3的还原需要光反应提供__________。 (2)取发菜细胞培养液置于液相氧电极反应室中，以3～6 min为间隔，交替进行________处理，循环三次，测定溶氧量变化，计算光合速率和呼吸速率。 (3)有人认为pH为4时发菜细胞不能进行光合作用，你是否同意他的观点？请说明理由。 ________________________________________________________________________。 (4)过酸和过碱的环境通过影响________，从而影响了发菜的光合作用和呼吸作用。根据实验结果可知，发菜细胞光合作用对________环境有较强的适应能力。 (5)为了探究不同浓度磷酸盐对发菜细胞光合速率和呼吸速率的影响，科研人员进行了如下实验。请补全表格： 实验步骤的名称 实验操作的要点 ①________ 将完全培养基配方中的K2HPO4去除，代之以等摩尔浓度的②____________(填“NaCl”“KCl”或“Na2HPO4”) 培养、收集发菜细胞 将发菜细胞接种于无磷培养基中培养10 d，通过③________(技术)收集发菜细胞 分组实验 将收集的发菜细胞分组接种于添加了④________的培养基中继续培养24 h 测定相关指标 测定各组发菜细胞的光合速率和呼吸速率 学科网（北京）股份有限公司 $$ 达标测试卷(三)　细胞的能量供应和利用 1.B　该生物为蓝细菌，原核生物没有叶绿体，A错误；叶绿素转化光能时失去电子，需要从水中获取电子使水发生分解，B正确；过程②为CO2的固定，该过程不需要光反应产生的ATP和NADPH参与，C错误；提高水体中CO2浓度，则C3的含量增加，C5含量减少，蓝细菌中C3/C5的值增大，D错误。 2.B　过程①和过程③都是反应物转变为过渡态反应物，所需的能量均称为活化能，A正确；酶具有催化作用，与酶结合后反应物更容易转变为过渡态反应物，B错误；加热使该反应变快的作用机理是提供能量，加酶使该反应变快的作用机理是降低化学反应的活化能，C正确；pH影响酶的活性，pH的变化可能影响过程①中反应物到达过渡态，从而影响酶促反应的速率，D正确。 3.D　据图1分析，覆盖遮阳网组的温度均低于对照组的，其中遮光度为40%组的温度最低，A正确；上午时段草莓光合速率的主要影响因素为光照强度，B正确；下午测量时段，对照组草莓苗光合速率最低，可能发生了气孔开放度减小的现象，C正确；由图可知，与上午相比，遮光度为80%和60%的处理组在下午测量时段光合速率都有所升高，D错误。 4.D　光是光合作用的必要条件，由图可以看出，A叶中未遮盖铝箔的部分有光，能够进行光合作用制造淀粉，滴加碘液后变蓝；遮盖铝箔的部分没有光，不能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液后不变蓝。二氧化碳是光合作用的一种原料，B叶片装置中没有二氧化碳，不能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液后不变蓝；C叶片装置中有二氧化碳，能够进行光合作用制造淀粉，滴加碘液后变蓝。因此，最后变蓝的叶片有A叶中未遮盖铝箔的部分和C叶片，A正确；分析图可以看出，A叶片中未遮盖铝箔的部分能够见到光，遮盖铝箔的部分见不到光，其他因素都相同，它们的变量是光，可以形成一组对照实验；淀粉具有遇碘变蓝的特性，叶片未遮盖铝箔的部分滴加碘液后变蓝，而遮盖铝箔的部分滴加碘液后不变蓝，说明淀粉是光合作用的产物；叶片未遮盖铝箔的部分有光能够进行光合作用，而遮盖铝箔的部分没有光不能进行光合作用，说明光合作用需要光。因此，可以得出结论①的一组对照实验为A叶中未遮盖铝箔的部分和遮盖铝箔的部分，B正确；B叶片装置中的氢氧化钠能够吸收二氧化碳，C叶片装置中的清水不能吸收二氧化碳，其他因素都相同，它们的变量是二氧化碳，可以形成一组对照实验；B叶片滴加碘液后不变蓝，C叶片滴加碘液后变蓝，说明光合作用需要二氧化碳。因此，可以得出结论②的一组对照实验为B叶片和C叶片，C正确；在光下放置数小时，发现两玻璃瓶内壁都有很多小水珠，这些水分是由植物体蒸腾作用和瓶内水分自然蒸发产生的，D错误。 ·72·5.C　紫苏叶片呈紫色与其细胞内含有的花青素有关，因此欲提取紫苏叶片中的色素，应选取新鲜的紫苏叶片，A正确；研磨叶片时添加二氧化硅，能破坏细胞结构，有助于研磨充分，B正确；花青素易溶于水、乙醇等极性溶剂中，研磨叶片时需要添加蒸馏水以溶解叶片中的花青素，但不能溶解叶片中分布在叶绿体内的光合色素，因为叶绿体中的光合色素不溶于水，C错误；将研磨得到的液体迅速倒入玻璃漏斗(在漏斗基部放一块单层尼龙布)中进行过滤，将滤液收集到试管中，D正确。 6.A　虽然莱茵衣藻cpl3突变体的叶绿体中ATP合成酶的量显著低于野生型，但不能直接得出不能进行光合作用的结论，因为即使ATP合成酶量减少，也可能有少量光合作用进行，A错误；由于cpl3突变体中ATP合成酶的量显著降低，所以cpl3基因的表达产物可能促进ATP合成酶基因的表达，B正确；ATP合成酶在光合作用中负责合成ATP，为暗反应提供能量，是光合作用过程中必不可少的物质，C正确；野生型莱茵衣藻能进行光合作用，将太阳能固定在其合成的有机物中，D正确。 7.C　由题图可知，高温时谷胱甘肽对香蕉的抑制率相对较高，但温度过高会破坏酶的空间结构而使酶失活，因此香蕉的保存温度并不是越高越好，A错误；30～35 ℃时谷胱甘肽对雪莲果中酪氨酸酶的抑制率最低，原因是酶的活性被抑制，但酶并未变性失活，B错误；温度通过影响酶的空间结构进而影响酶的活性，由图可知，三种生物体内提取的酪氨酸酶受谷胱甘肽的影响抑制率不同，因此三种酶的空间结构存在差异，C正确；由图可知，3条曲线中，尽管谷胱甘肽在不同温度下对香蕉中的酪氨酸酶活性的抑制率变化不大，但温度会通过影响酶的空间结构直接影响酶的活性，也会影响谷胱甘肽的作用效果，D错误。 8.C　由图可知，C、E可用于C3的还原，故E是NADPH，B是ADP和Pi，C是ATP。当H＋顺浓度梯度经过Z蛋白运输时，利用化学势能将ADP和Pi转化为ATP，即B物质被用来合成了C物质，A正确；叶绿素分子中被光激发的电子，经传递到达D(NADP＋)同时结合H＋合成E，即NADPH，B正确；物质F是CO2，浓度降低至原浓度一半时，短时间内CO2的固定速率降低，但C3的还原速率基本不变，故C5化合物的含量将升高，C错误；由题意可知，PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H＋的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤。降低Z蛋白的活性会减少H＋向外运输，阻断卡尔文循环中F的供应会导致暗反应减弱，进而抑制光反应ATP和NADPH的合成，由于Z蛋白质活性与ATP合成有关，因此ATP合成减少也会导致H＋外运减少，因此降低Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中F的供应都将有利于PSBS发挥功能，防止强光对植物细胞造成损伤，D正确 。 9.B　该实验各组不同的温度之间可以构成相互对照，形成对比实验，A正确；设置预实验的目的可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，但不是为了减小实验误差，B错误；高温可以导致过氧化氢的分解，所以该实验材料不可用过氧化氢酶和过氧化氢溶液替代，C正确；反应液中检测不到淀粉所用时间越长，说明其酶活性越高，故可用反应液中检测不到淀粉所用时间的倒数作为酶活性的检测指标，D正确 。 10.D　在实验设计中，为了保证实验结果的准确性和可靠性，需要控制除自变量以外的所有其他变量(即无关变量)保持相同且适宜。这样可以确保实验结果的差异仅由自变量(本实验中的温度)引起，A正确；在实验过程中，如果先将各组酶与淀粉混合再在相应温度下保温，那么混合瞬间产生的温度变化可能会对酶的活性产生影响，从而干扰实验结果的准确性。为了避免这种情况，应该先将酶和底物(淀粉)分别在各自设定的温度下保温一段时间，使它们各自达到温度平衡后，再进行混合反应，B正确；虽然图中显示90 ℃时酶活性较高，但为了确定该酶的最适温度，还需要在90 ℃周围设置更多的温度梯度进行实验，以观察酶活性的变化趋势。仅通过一次实验无法准确判断最适温度，C正确；淀粉在酸性条件下会分解，若想要探究pH对酶活性的影响，不能利用淀粉作为实验材料来设计实验进行探究，D错误。 11.A　0～5 min，消耗的氧气的量等于产生的CO2的量，说明植物进行有氧呼吸，在有氧呼吸第三阶段，NADH的消耗过程都伴随着产生ATP，A正确；若在10 min给予植物适宜的光照，CO2含量一般先降低后稳定，B错误；有氧呼吸的方程式为：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量；无氧呼吸产生CO2的方程式为：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量，15～20 min装置中的蔬菜产生的CO2最少，为1，O2的消耗量为0.4，按照比例关系可求得，该时段葡萄糖的消耗量为22/60；10～15 min时，CO2的产生量为1.1，O2的消耗量为0.8，依据比例关系，可求得葡萄糖的消耗量为17/60，故15～20 min的时间段，植物参与呼吸作用的葡萄糖并不是最少，C错误；产CO2的无氧呼吸不产生乳酸，D错误。 12.D　TOM的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成需要核糖体的参与，A错误；氨基酸的种类、数目和排列顺序以及蛋白质的空间结构决定了TOM的功能，B错误；细胞生命活动所需的能量来自细胞质基质和线粒体，C错误；TOM是线粒体外膜转位酶复合体，是线粒体的关键蛋白质之一，因此该研究可为线粒体疾病治疗提供理论基础，D正确。 13.D　可通过增大H2O2浓度来增加Fe3O4纳米酶与底物的结合，进而提高酶促反应速率，但酶活性不随H2O2浓度增大而发生改变，A错误；Fe3O4纳米酶是一类具有生物催化功能的无机纳米材料，能降低化学反应活化能，催化反应进行，但不属于单体；B错误；Fe3O4纳米酶是无机纳米材料，不是有机物，所以其作用条件更广泛，C错误；天然酶易受温度、pH等因素的影响使酶活性降低，Fe3O4纳米酶是无机纳米材料制备而成，比天然酶更稳定且耐储存，使得它们在实际应用范围更广，Fe3O4纳米酶可催化H2O2分解，得到的产物可将TMB氧化变成蓝色，利用该显色系统可以检测样品中H2O2的含量，D正确。 14.B　4种保鲜膜中，PE膜处理对哈密瓜的失重率、细胞呼吸强度影响最小，从而能够保持哈密瓜的外观品质和口感，更大限度地延长了保鲜期，A正确；10天后使用OPP膜贮藏的哈密瓜细胞呼吸强度上升，可能是由于该膜透气性过高导致的氧气增加，B错误；机械损伤会导致哈密瓜产生乙烯，哈密瓜的细胞呼吸速率变化可能是乙烯引起的，C正确；薄膜包装处理能有效抑制水分的散失，通过两图数据可知，第一天哈密瓜的呼吸强度增加，其失重主要是由于细胞呼吸消耗有机物导致的，D正确。 15.D　对照组用等量生理盐水处理正常的甲状腺癌细胞，A错误；有氧呼吸第三阶段ATP的产生量最多，因此罗哌卡因主要影响有氧呼吸第三阶段ATP的产生，B错误；由表格内容可知，罗哌卡因浓度越高，线粒体ATP水平越低，这说明罗哌卡因浓度越高则ADP的消耗量越低，C错误；由表格内容可知，罗哌卡因浓度越高，线粒体自由基水平越高，线粒体内膜某种蛋白复合物活性越低，这说明自由基可能攻击线粒体结构导致线粒体功能下降，D正确。 16.BD　蓝细菌是原核生物，光合片层上分布有捕获光能的叶绿素和藻蓝素，A错误；结合图示分析，HCO可以进入羧酶体，CO2无法离开羧酶体，说明羧酶体壳蛋白允许碳酸盐透过，也可有效阻止CO2溢出，B正确；结合图示可知，羧酶体中二氧化碳和RuBP反应生成3PGA,3PGA表示三碳化合物，3PGA离开了羧酶体，说明羧酶体中主要发生的生化反应是CO2的固定，但C3的还原不发生在羧酶体，C错误；羧酶体允许HCO可以进入，抑制CO2离开，从而实现CO2的浓缩，从而提高Rubisco周围的CO2浓度，D正确。 17.ABD　图1可以看出AlgC2m和AlgC2mCD的最适温度分别为45 ℃和30 ℃，但酶的保存应在低温下，A错误；图2显示，AlgC2m在40 ℃下保存2 h后，能保留90%左右的活性，B错误；图2中在40 ℃条件下保存2 h后AlgC2mCD几乎完全失活，而AlgC2m几乎完全失活的温度范围在50 ℃及以上，且由题干可知AlgC2mCD去掉了CBM32，说明CBM32能提高AlgC2m的温度稳定性，C正确；酶的相对活性是不同温度下酶活性与最大活性的比值，两种酶相对活性相同时并不一定代表两种酶活性相同，D错误。 18.B　图中由CO2经C1到C3化合物的生成过程，类似于光合作用中CO2的固定(CO2和C5反应转化为C3)，A正确；图示C3生成C6后转化为淀粉，ASAP过程不能够循环进行，B错误；固定CO2的量相等时，植物光合作用、ASAP两种途径合成淀粉的量相同，而植物有呼吸作用消耗糖类，ASAP途径没有呼吸作用这一过程消耗糖类，因此与植物细胞固定等量的CO2相比，该体系积累的淀粉更多，C正确；图中由CO2经C3到淀粉的生成过程，类似于光合作用中CO2的固定和C3的还原，C3还原过程中需要还原剂和能量供应，D正确 。 19.CD　据图结果分析，剩余酶活性曲线显示，酶的热稳定性从35 ℃开始不断缓慢下降，在45 ℃后，急剧下降，该酶使用的最佳温度范围是：40 ℃～45 ℃，A错误；剩余酶活性曲线的数据是将酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性，即然后在55 ℃下测定该酶活性，由此得到的数据为酶的热稳定性数据，B错误；据图表分析可知，有些金属离子可以作为辅助因子，如Mn2＋、Mg2＋、Ca2＋离子能激活酶的活性，即提高酶的活性和稳定性，进而促进酶的催化反应，C正确；据图表分析可得，Mn2＋对蛋白酶有显著的激活作用，而Fe2＋和Fe3＋的添加会显著抑制蛋白酶活力，D正确。 20.AC　功能越复杂的生物膜，其上的蛋白质种类与含量则越多，故线粒体内膜比外膜上蛋白质的种类更多，A正确；葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]，然后丙酮酸进入线粒体进一步被氧化分解，故图中加入的底物是丙酮酸，B错误；由图分析，加入寡霉素后，氧浓度下降速率变缓，再加入ADP后也无影响，故寡霉素可能会抑制ATP合成酶的活性，C正确；由图分析，加入DNP后，耗氧量增加，但ATP的合成速率却大大下降，说明更多的能量以热能的形式释放，D错误。 21.解析　(1)植物细胞中的多糖除纤维素外还有淀粉。纤维素是植物细胞壁的主要成分，起到维持细胞形态和结构的作用；淀粉是植物细胞中储存能量的物质。(2)该实验的自变量是温度和纤维素酶的种类；无关变量有pH值(已固定为7)、反应时间、酶的数量、底物的浓度等；实验的结果可用斐林试剂来检测，但检测前一定要对溶液中的酶进行灭活处理，目的是使反应停止，防止酶继续反应影响实验结果。(3)在pH为7时，更适合用于夏季高温天气下降解农作物秸秆中纤维素的酶是纤维素酶B，因为从图中可以看出，在较高温度下(如55 ℃及以上)，纤维素酶B的相对活性高于酶A，夏季高温天气温度较高，纤维素酶B能更好地发挥作用。 答案　(1)淀粉　纤维素是植物细胞壁的重要组成成分，淀粉是植物细胞中的储能物质 (2)温度和纤维素酶的种类　pH、酶的数量、底物的浓度等　使反应停止，避免进一步反应影响实验结果 (3)纤维素酶B　在一定高温下，纤维素酶B活性比纤维素酶A的活性更高 22.解析　(1)水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。(2)净光合速率等于光合作用速率与呼吸作用速率的差值，可用单位时间、单位叶面积二氧化碳的吸收量或氧气的释放量或有机物的积累量表示。测定图1中净光合速率的数据时，光照强度为自变量，影响光合作用和呼吸作用速率的因素，除了天竺葵植株的大小和生理状态基本相同外，还有二氧化碳浓度、温度等因素，这些因素都属于无关变量，为了排除这些因素的干扰，在实验过程中这些因素都要控制成相同且适宜。NADH在细胞呼吸第一阶段和有氧呼吸第二阶段产生，场所分别为细胞质基质、线粒体基质。(3)据图2分析可知，在野生型植株、突变体D1和突变体D2中，叶绿体相对受光面积最大的是突变体D1，其次是野生型植株，叶绿体相对受光面积最小的是突变体D2。又知野生型植株和突变体植株的叶绿素含量基本无差异。因此在较低光照强度下，突变体D1的光合速率就可以与其呼吸速率相等，即突变体D1的光补偿点最低。而突变体D2的叶绿体相对受光面积最小，则需要较强的光照强度才能达到最大光合速率，即突变体D2的光饱和点最高。若以天竺葵为实验材料，用同位素标记法证明光合作用释放的氧气中的氧元素全部来自水。则自变量为带18O标记的光合作用原料H2O、CO2，其他影响光合作用速率的因素为无关变量，光合作用产生的氧气的标记情况为因变量。故实验设计如下：用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成HO和C18O2，然后进行两组实验，第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供HO和CO2，在其他条件都相同的情况下培养一段时间，检测两组实验释放的氧气是否含有18O。实验结果：第一组释放的氧气不含18O，第二组释放的氧气含18O。结论：光合作用释放的氧气中的氧元素全部来自水。 答案　(1)水是极性分子，带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合 (2)单位时间、单位叶面积二氧化碳的吸收量(或氧气的释放量或有机物的积累量)　CO2浓度、温度等条件相同且适宜　细胞质基质、线粒体基质 (3)突变体D1　突变体D2　实验思路：用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别变成HO和C18O2，然后进行两组实验，第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供HO和CO2，在其他条件都相同的情况下培养一段时间，检测两组实验释放的氧气是否含有18O。实验结果：第一组释放的氧气不含18O，第二组释放的氧气含18O。结论：光合作用释放的氧气中的氧元素全部来自水。 23.解析　(1)本实验两组实验为相互对照，属于对比实验；光合作用的光反应阶段反应物中含有磷元素的小分子有机物只有ADP、NADP＋。(2)希尔反应只有光反应没有暗反应，因此条件是有光照无CO2，希尔反应中Fe3＋的作用是作为氧化剂，接受水光解产生的电子。(3)绿叶中色素的提取和分离实验中，滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素带的宽窄与色素含量相关，分析题意可知，HP和LP组叶绿素b含量减少，因此用纸层析法验证该结论，预期结果是黄绿色(滤纸条最下面)的色素带颜色浅、带形窄。(4)HP组小麦的净光合速率最高，但产量却低于MP组，推测是HP组旗叶将光合产物输出到秸秆用于营养生长的比例增大导致的，这提示人们在实际生产中施肥量高不一定能增加产量，因此应注意合理施肥。 答案　(1)属于　ADP、NADP＋ (2)无CO2　作为氧化剂，接受水光解产生的电子 (3)滤纸条最下面的色素带颜色浅、带形窄 (4)>　合理施肥 24.解析　(1)绿色植物叶肉细胞中吸收光能的色素位于类囊体薄膜上，“绿叶中色素的提取和分离”实验中分离光合色素的溶液是层析液，提取色素的溶液是无水乙醇。(2)光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP。据图分析可知，光反应过程中最初电子供体是水，最终电子受体分别是NADP＋。CF1和CF0所组成蛋白质复合体既可以运输H＋，又可作为酶催化ATP的合成，故其作用为催化ATP的合成、转运H＋；图1中完成的能量转换为色素吸收的光能→电能→NADPH和ATP中活跃的化学能。(3)根据题意可知，光系统Ⅰ主要吸收远红光，光系统Ⅱ主要吸收红光。如果单独用红光处理量子产额为0.1单位，单独用远红光处理量子产额为0.02单位，而两种光一起照射氧气量子产额大于0.12单位，原因是光系统Ⅰ(主要吸收远红光)和光系统Ⅱ(主要吸收红光)以串联的方式协同完成电子传递，提高了所吸收光能的利用率。(4)图2中AB段位于红光区，主要驱动光系统Ⅱ，因而无法形成完整的电子传递链，对所吸收的光能利用率低，水的光解减弱，因此图中吸收光谱百分比处于上升阶段，而对应的量子产额却逐渐下降。 答案　(1)类囊体薄膜　层析液 (2)H2O和NADP＋　催化ATP的合成、转运H＋　电　化学 (3)大于　光系统Ⅰ主要吸收远红光，光系统Ⅱ主要吸收红光，两者以串联的方式协同完成电子传递，提高了所吸收光能的利用率 (4)AB段位于红光区，主要驱动光系统Ⅱ，无法形成完整的电子传递链，对所吸收的光能利用率低，水的光解减弱 25.解析　(1)由于发菜细胞属于原核细胞，除了核糖体，没有其他细胞器，因此发菜细胞中催化二氧化碳固定的酶分布在细胞质基质中，C3的还原需要光反应提供ATP和[H](或NADPH)。(2)取发菜细胞培养液置于液相氧电极反应室中，以3～6 min为间隔，交替进行光照和黑暗处理，循环三次，测定溶氧量变化，计算光合速率和呼吸速率。(3)图中，pH约为4时光合放氧速率(净光合作用速率)为0，说明呼吸作用速率等于总光合作用速率，因此不同意该观点，即pH约为4时，呼吸作用等于光合作用，说明能进行光合作用。(4)过酸和过碱的环境通过影响酶的活性，从而影响了发菜的光合作用和呼吸作用。pH约为4时净光合速率即为0，pH低于4时则呼吸作用大于光合作用，不利于发菜的生长，而pH为12时细胞呼吸为0，但光合放氧速率直到pH等于13时才为0，说明碱性环境不利于发菜生长，而对碱性环境有较强的适应能力。(5)①根据实验操作要点，可知第一步是无磷培养基培养；②将完全培养基配方中的K2HPO4去除，要探究不同浓度磷酸盐对发菜细胞光合速率和呼吸速率的影响，因此将完全培养基配方中的K2HPO4去除，代之以等摩尔浓度的KCl，③可以通过离心法收集发菜细胞。④将收集的发菜细胞分组接种于添加了不同浓度的磷酸盐的培养基中继续培养24 h。 答案　(1)细胞质　ATP和[H](或NADPH) (2)光照和黑暗 (3)不同意，pH约为4时光合放氧速率为0，说明光合作用等于呼吸作用，在进行光合作用 (4)酶活性　碱性 (5)配制无磷培养基　KCl　离心法　不同浓度的磷酸盐溶液 学科网（北京）股份有限公司 $$